CN110766917A - 一种矿井危险区域视频监测及预警系统 - Google Patents

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顾伟
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詹振江
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Abstract

本发明公开了一种矿井危险区域视频监测及预警系统，包含监视模块、通讯模块、分析模块、显示模块和报警模块；监视模块用于获取矿井危险区域的图像；通讯模块将拍摄到的图像传递给分析模块和显示模块；分析模块用于判断是否有人危险区域并给出信号；显示模块用于呈现监视模块传输过来的图像；报警模块用于接收分析模块的信号判断是否进行声光报警。本发明采用先进的目标检测算法，抗干扰能力强，实时性高，准确率高，不仅能够提醒进入危险区域的人注意安全，还能够记录个别工人违规的行为。有利于规范井下工作规章制度，督促井下人员树立安全意识，保障了井下煤矿工人的生命安全，减小了事故的发生。

Description

一种矿井危险区域视频监测及预警系统
技术领域
本发明涉及煤矿井下人员保护领域，尤其涉及一种矿井危险区域视频监测及预警系统。
背景技术
煤炭是我国最重要的矿产资源之一，关系到我国的国有企业的发展，是人们生产和生活中不可或缺的资源。然而中国煤矿绝大多数是井工矿井，地质条件复杂，灾害类型多，分布面广，在世界各主要产煤国家中开采条件最差，灾害最严重。因此导致了煤矿井下危险区域的安全事故频繁发生，严重威胁了煤矿工人的生命安全，更为致命的是，有些煤矿工人缺乏安全意识，在带式输送机速度缓慢时经常翻越皮带，依靠皮带机代走一部分路，行为及其危险。所以安全问题成为各煤矿企业需要解决的首要问题。针对这种情况，建立矿井危险区域视频监测及预警系统显得尤其重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种矿井危险区域视频监测及预警系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种矿井危险区域视频监测及预警系统，包含监视模块、通讯模块、分析模块、显示模块和报警模块；
所述监视模块包含若干个防爆IP摄像仪，分别布置在井下危险附近；所述防爆IP摄像仪用于获取矿井危险区域的图像。
所述通信模块包含两个汇总节点和若干个分支节点；所述汇总节点包括井下汇总节点和井上汇总节点；所述分支节点和所述防爆IP摄像仪一一对应相连，用于将其对应防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述井下汇总节点；所述井下汇总节点和所述井上汇总节点相连，用于将接收到的各个防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述井上汇总节点；所述井上汇总节点和所述分析模块相连，用于将接收到的各个防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述分析模块；
所述分析模块用于对接收到的各个防爆IP摄像仪的拍摄图像进行分析，判断是否有人危险区域的图像，如果无人处于危险区域，则显示模块显示多防爆IP摄像仪的监控画面。如果有人处于危险区域，则显示模块标记出该图像及其对应防爆IP摄像仪的编号并保存记录下来，同时向报警模块发出信号；
所述显示模块用于呈现各个防爆IP摄像仪传输过来的图像；
所述报警模块用于接收分析模块的信号是否进行报警。
作为本发明一种矿井危险区域视频监测及预警系统进一步的优化方案，所述分析模块的目标检测算法采用yoloV3算法。
作为本发明一种矿井危险区域视频监测及预警系统进一步的优化方案，所述显示模块安装在井上监控中心，采用大型LED高清液晶屏。
作为本发明一种矿井危险区域视频监测及预警系统进一步的优化方案，所述报警模块采用若干个矿用隔爆兼本安型声光报警器，分别布置在各危险区域附近。
本发明还公开了一种该矿井危险区域视频监测及预警系统的监测方法，对于任意一幅防爆IP摄像仪的拍摄图像，通过以下步骤判断人员是否进入危险区域：
步骤1，显示模块接收都各个防爆IP摄像仪的图像，操作人员根据煤矿井下工作规章划定出危险区域和安全区域；
步骤2，分析模块将接收到的拍摄图像伴随划定出的危险区域和安全区域进行比对，如果图像中有人出现在危险区域，则视为人员已进入危险区域，否则人员视为未进入危险区域。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明一种矿井危险区域视频监测及预警系统，采用先进的目标识别算法，抗干扰能力强，实时性高，准确率高，不仅能够提醒进入危险区域的人注意安全，还能够记录个别工人违规的行为。有利于规范井下工作规章制度，，督促井下人员树立安全意识，保障了井下煤矿工人的生命安全，减少了事故的发生。
附图说明
图1为本发明的矿井危险区域视频监测及预警系统结构示意图；
图2为本发明的带式输送机区域视频监测示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1所示，一种矿井危险区域视频监测及预警系统，其特征在于，包含监视模块、通讯模块、分析模块、显示模块和报警模块；
所述监视模块包含若干个防爆IP摄像仪，分别布置在井下危险区域附近；所述防爆IP摄像仪用于获取矿井危险区域的图像。所用的防爆IP摄像仪采用220V交流供电，以光纤信号输出。
所述通信模块包含两个汇总节点和若干个分支节点；所述汇总节点包括井下汇总节点和井上汇总节点；所述分支节点和所述防爆IP摄像仪一一对应相连，用于将其对应防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述井下汇总节点。所述井下汇总节点和所述井上汇总节点相连，用于将接收到的各个防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述井上汇总节点。所述井上汇总节点和所述分析模块相连，用于将接收到的各个防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述分析模块；
分支节点采用矿用防爆交换机，用于接收各个摄像仪的光纤信号并转换为网络信号传递给井下汇总节点；井下汇总节点采用矿用防爆交换机接收各个分支节点的信号，并以光纤信号输入到井上汇总节点；井上汇总节点采用光电交换机接收井下汇总节点的光纤信号，并以网络信号工控机相连。
所述分析模块和显示模块均存在于工控机中，分析模块采用yoloV3目标识别算法对接收到的各个防爆IP摄像仪的拍摄图像进行分析，判断是否有人危险区域的图像，如果无人处于危险区域，则显示模块显示多防爆IP摄像仪的监控画面。如果有人处于危险区域，则显示模块标记出该图像及其对应防爆IP摄像仪的编号并保存记录下来，同时向报警模块发出信号；
所述报警信号采用USB串口开关，当监测到人时，串口开关的常开点闭合，以此来控制报警模块报警。
显示模块采用大型LED高清液晶屏，用于呈现各个防爆IP摄像仪传输过来的图像。
所述报警模块为矿用隔爆兼本安型声光报警器用于接收分析模块的信号是否进行报警。
如图2所示，为本发明的一个实施例。所述监测模块的防爆摄像仪安装在距离带式输送机较远的墙壁上，同时摄像仪下面安装有报警模块所需的声光报警器。
所述防爆IP摄像仪可以用螺丝固定在鸭嘴万向节上，鸭嘴万向节装在不锈钢支架上，不锈钢支架用膨胀螺丝固定在巷道右侧的墙壁上，矿用隔爆兼本安型声光报警器靠边放在摄像仪下方。
对于任意一幅防爆IP摄像仪的拍摄图像，通过以下步骤判断人员是否进入危险区域：
步骤1，显示模块接收到防爆IP摄像仪的图像后，操作人员根据煤矿井下工作规章进行区域划分，预警线左侧为危险区域，预警线右侧为安全区域。
步骤2，分析模块将接收到的拍摄图像伴随划定出的危险区域和安全区域进行比对，如果图像中有人出现在预警线左侧，则视为人员已进入危险区域，否则人员视为未进入危险区域。
当有人进入危险区域时，分析模块会立刻向报警模块发送信号，现场声光报警器会提示人员注意安全，迅速离开，同时会将图像保存记录。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种矿井危险区域视频监测及预警系统，其特征在于，包含监视模块、通信模块、分析模块、显示模块和报警模块；
所述监视模块包含若干防爆IP摄像仪，分别设置在井下危险区域处；所述防爆IP摄像仪用于获取矿井危险区域的图像；
所述通信模块包含两个汇总节点和若干个分支节点；所述汇总节点包括井下汇总节点和井上汇总节点；所述分支节点和所述防爆IP摄像仪一一对应相连，用于将其对应防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述井下汇总节点；所述井下汇总节点和所述井上汇总节点相连，用于将接收到的各个防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述井上汇总节点；所述井上汇总节点和所述分析模块相连，用于将接收到的各个防爆IP摄像仪的编号、拍摄图像传递给所述分析模块；
所述分析模块用于对接收到的各个防爆IP摄像仪的拍摄图像进行分析，判断是否有人处于危险区域的图像，如果无人处于危险区域，则显示模块显示多防爆IP摄像仪的监控画面；如果有人处于危险区域，则标记出该图像及其对应防爆IP摄像仪的编号并保存记录下来，同时向报警模块发出信号；
所述显示模块用于呈现各个防爆IP摄像仪传输过来的图像；
所述报警模块用于接收分析模块的信号是否进行报警。
2.根据权利要求1所述的矿井危险区域视频监测及预警系统，其特征在于，所述分析模块的目标检测算法采用yoloV3算法。
3.根据权利要求1所述的矿井危险区域视频监测及预警系统，其特征在于，所述显示模块安装在井上监控中心，采用大型LED高清液晶屏。
4.根据权利要求1所述的矿井危险区域视频监测及预警系统，其特征在于，所述报警模块采用若干个矿用隔爆兼本安型声光报警器，分别布置在各危险区域附近。
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